• RU
  • icon На проверке: 3
Меню

Стальной каркас одноэтажного промышленного здания 240 х 27 м

Описание

Курсовой проект - Стальной каркас одноэтажного промышленного здания 240 х 27 м

Состав проекта

icon
icon Стальной каркас ОПЗ.dwg
icon ПЗ Стальной каркас ОПЗ.docx

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon Стальной каркас ОПЗ.dwg

Стальной каркас ОПЗ.dwg
Схема горизонтальных связей по верхним поясам ферм на отм. +20
Схема горизонтальных связей по нижним поясам ферм на отм. +18
Одноэтажное промышленное
Горизонтальные связи
Спецификация монтажных элементов
Технические требования:
Материал подкрановой балки С345 по ГОСТ 27772-2015
остальных конструкций С345 ГОСТ 27772-2015
Все заводские швы варить полуавтоматической сваркой
ГОСТ 11533-75в углекислом газе по ГОСТ 8050-85
сварочной проволокой Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70*
Монтажные швы варить ручной электродуговой сваркой
электроды Э42 по ГОСТ 9467-75
Все неоговаренные болты нормальной точности М20
класса 5.8 ГОСТ 7798-70
Все неоговоренные швы катетом 6 мм.
Поперечный разрез 1-1. М 1:200
Монтажные планы. Колонна К-1.
Расчетные усилия (кН)
Геометрическая схема фермы
Спецификация сварных элементов
Тормозная балка. М 1:10
Ферма Ф-1. Расчетно-геом. схема
Подкрановая балка ПБ
Стропильная ферма ФС-1. М 1:30
Таблица монтажных элементов
КГАСУ СФ 0317286 КП 2
Подкрановая балка ПБ М 1:40
Продольный разрез 2-2. М 1:400
Монтажный план на отм. 16.800м. нижних поясов ферм. М 1:400
Монтажный план на отм. 19.950 м. верхних поясов ферм. М 1:400

icon ПЗ Стальной каркас ОПЗ.docx

Министерство образования и науки Российской Федерации
КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
АРХИТЕКТУРНО – СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра металлических конструкций
и испытания сооружений
на тему: “Стальной каркас
одноэтажного промышленного здания”
Общие замечания по выполнению курсового проекта
Компоновка конструктивной схемы каркаса
1. Поперечная система каркаса
2. Продольная система каркаса
Расчет и конструирование подкрановых конструкций
1. Определение действующих нагрузок
2. Подбор сечения бисимметричной сплошной подкрановой балки
Компоновка сечения тормозной конструкции
3. Проверка несущей способности подкрановой конструкции
Статический расчет рамы
1. Расчетная схема рамы
2. Нагрузки на раму
2.1. Расчетные постоянные нагрузки
2.2. Расчетная снеговая нагрузка
2.3. Нагрузка от мостовых кранов
2.4. Ветровая нагрузка
3. Статический расчет рамы. Определение расчетных внутренних усилий
Расчет и конструирование стропильной фермы
2. Общие замечания по статическому расчету фермы
Определение расчётных усилий в стержнях
4.Подбор сечений стержней стропильной фермы
4.1. Подбор сечения сжатых стержней
4.2.Подбор сечения растянутых стержней
5.Расчет требуемой длины сварных швов
6. Конструирование узлов стропильной фермы
Расчет и конструирование ступенчатой колонны
1. Определение расчетных длин участков ступенчатой колонны
2. Расчет и конструирование верхней части колонны
3. Расчет и конструирование нижней части колонны
4. Расчет и конструирование стыка верхней части колонны с нижней
5. Расчет опорного узла
Список используемой литературы
В данном проекте предусматривается разработка стального каркаса одноэтажного производственного здания. При этом данные: стены- самонесущие; группа режимов работы мостовых кранов- 5К; количество кранов в пролете- 2; краны с гибким подвесом груза; здание отапливаемое. Расчету и конструированию подлежат:
подкрановые конструкции;
стропильная ферма покрытия;
ступенчатая внецентренно-сжатая колонна.
Грузоподъемность мостового крана:325т.
Отметка верха кранового рел16:13м.
Несущая конструкция кровли:Проф.настил
Класс бетона фундамента:В12.5
Место строительства:С-Петербург
Утеплитель:Пенобетон
Марка стали для рам: (С345)
Марка стали для подкрановых балок: (С345)
При проектировании каркас производственного здания обычно расчленяется на две системы – поперечную и продольную работа в каждой из них под нагрузкой принимается независимой. В состав этих систем включают конструкции работа которых является определяющей для данной системы.
В поперечную систему – раму включают только колонны и ригели покрытия. Рама образуется двумя жестко заделанными в фундамент ступенчатыми колоннами и ригелем – жестко опертой стропильной фермой. Стропильная ферма – ферма с параллельными поясами.
Определим вертикальные размеры рамы и ее элементов привязывая размеры к уровню чистого пола.
Размер h1 =13000 мм – отметка верха кранового рельса.
Размер h2 – диктуется вертикальными габаритами мостового крана:
где: hс =2750мм – габаритный размер крана от верха подкранового рельса до верхней точки тележки мостового крана; 100мм – зазор между этой точкой и низом стропильной фермы; а = 200-400мм – возможный прогиб конструкции.
h2 = (2750+ 100) + 200 = 3050мм.
Размер h2 принимается кратным 200мм с округлением в большую сторону.
Полезная высота цеха: H =h1+h2=13000+3200=16200мм.
Размер Н принимается кратным 06м: Н=16200мм.
Высота верхней части колонны:
где hb =В=1200мм – высота подкрановой балки; hr = 120 мм – высота рельса.
hu = 1200 +120+ 3200 = 4520мм
Высота нижней части колонны:
hd = H – hu + (500-800мм)
hd =16200 – 4520+ 500 = 12180 мм
Общая высота колонны:
h = hu + hd = 4520+ 12180 =16700мм
Размер hf =3150мм – высота колонны у опоры ригеля.
Далее устанавливаем горизонтальные размеры с привязкой их к разбивочным осям. Привязка наружной грани колонны к разбивочной оси – b0 = 250мм.
Ширина верхней части колонны назначается из конструктивных соображений:
bu = b0 + 200мм = 250 + 200 = 450 мм
Ширина верхней части колонны из условия обеспечения необходимой изгибной жесткости:
Расстояние от оси колонны до оси подкрановой балки:
B1 + (bu - b0) + (60-75мм)
где B1 = 300мм – часть кранового моста выступающая за ось рельса; 60-75 мм – зазор между краном и колонной.
0 + (450 – 250) + 60= 560мм
Для кранов Q500кН принимается = 750мм.
Ширина нижней части колонны:bd = + b0 =750+ 250 = 1000мм
Принимаем окончательно bd= 1000мм.
Рис.1. Схема поперечной рамы
В продольную систему каркаса входят колонны подкрановые балки вертикальные связи и те из продольных элементов которые выполняют роль связевых обеспечивая устойчивость и неизменяемость каркаса в продольном направлении. В продольной системе колонны проектируются шарнирно опертыми на фундамент при этом геометрическая неизменяемость обеспечивается постановкой по колоннам вертикальных связей. Вертикальные связи по колоннам проектируются двух типов: основные располагаемые по всей высоте колонны от верхнего конца до фундаментов; верхние располагаемые в пределах верхних участков колонн от верха подкрановых балок.
Основные связи следует располагать в средней части здания или температурного блока здания.
Верхние связи устанавливают по краям здания или температурного блока а также в тех местах где расположены поперечные горизонтальные связи между ригелями покрытия. Рекомендуется применение связей с обычной крестовой решёткой. Примыкание связей к колоннам осуществляется по оси колонны при условии что ширина колонны не превышает 600мм. При большей ширине колонны и при сквозных колоннах применяются парные связи примыкающие к каждой полке или к каждой ветви колонны.
Связи по покрытию предусматриваются: в уровне верхних поясов стропильных ферм; в уровне нижних поясов стропильных ферм; вертикальные связи между стропильными фермами.
Связи по верхним поясам стропильных ферм состоят из продольных элементов - распорок и горизонтальных поперечных связевых ферм. Последние помещают по торцам здания или температурного блока. Узлы связевых ферм должны совпадать с узлами стропильных ферм. Коньковые узлы раскрепляются распорками.
Связи по нижним поясам стропильных ферм состоят из горизонтальных поперечных и продольных связевых ферм. Поперечные связевые фермы по нижним поясам ставятся под поперечными связевыми фермами по верхним поясам стропильных ферм.
Вертикальные связевые фермы располагают в местах установки поперечных связевых ферм.
К подкрановым конструкциям относятся:
вертикальные и горизонтальные связи обеспечивающие необходимую жесткость и неизменяемость конструкции;
крановые рельсы с креплениями и упорами.
Подкрановые балки работают на подвижную динамическую нагрузку от мостовых кранов воспринимая большие сосредоточенные силы давления крановых колес и испытывая одновременное воздействие вертикальных и горизонтальных (от торможения крановой тележки) нагрузок.
Расчетные внутренние усилия
Расчет подкрановой балки обычно производят на совместное действие двух сближенных кранов с грузовыми тележками тормозящими вблизи балки.
Расчетные значения вертикальных и горизонтальных крановых нагрузок определяют по формулам:
Здесь Fн= 320 кН – нормативная сила вертикального давления колеса крана на рельс; f= 1.2– коэффициент надежности по нагрузке для крановых нагрузок; n= 1 – коэффициент надежности по ответственности; kd=1.2– коэффициент динамичности; = 085 – коэффициент сочетаний; Tн – нормативная горизонтальная нагрузка приходящаяся на одно колесо крана определяется по следующей формуле:
где Q = 32 т – грузоподъемность крана =8.7т – вес тележки.
Статический расчет подкрановой конструкции
Определение максимально возможного изгибающего момента.
Правило Винклера: максимальный изгибающий момент в сечении свободно опертой балки нагруженной системой взаимосвязанных подвижных грузов возникает в том случае если равнодействующая этой системы подвесных грузов и ближайший к ней груз равноудалены от середины пролета балки.
Рис. 5 Схема по определению Мmax и Qmax
В точке О будет равенство:
Определение максимально возможной перерезывающей силы.
Максимальная перерезывающая сила возникает в свободно опертой балке в том случае если колесо одного крана стоит прямо над опорой а другой кран максимально приближен к другому.
Расчетные внутренние усилия в балке от действия вертикальных крановых нагрузок с учетом собственного веса подкрановых конструкций MF и QF получают умножением величин Mmaxи Qmax на коэффициент 1 = (1.05 1.07).
MF = Mmax* 1 = 2246.07*1.07=2403.29кН*м
QF = Qmax * 1 = 913.92* 1.07= 977.89кН
Расчетные изгибающий момент MT и перерезывающая сила QT от горизонтальной нагрузки вызываемой торможением тележки определяются по формулам:
MT = (T F)* Mmax= (12.454 391.68)* 2246.07= 71.42кН*м
QT = (T F)* Qmax= (12.454 391.68)* 913.92= 29.06кН
Компоновка сечения подкрановой конструкции
Подкрановая конструкция относится к первому классу конструкций поэтому текучесть нигде не допускается.
Подбор сечения начинаем с определения требуемого момента сопротивления крайних фибр подкрановой балки:
где – расчетное сопротивление стали С345 по пределу текучести [2] табл. В.5 В.6;
c= 1 – коэффициент условия работы [2] табл. 1.
Исходя из условий прочности определим высоту балки hопт:
Из сортамента листового проката по ГОСТ 19903-74* табл.5.11 примем
(10мм на обтачивание поверхностей выбранной прокатной листовой стали).
Затем установим толщину стенки из следующих условий:
Из условия не смятия минимальная толщина стенки главной балки:
Из условия работы стенки на срез:
где–расчётное сопротивление на сдвиг.
Из условия местной устойчивости без постановки продольных ребер жесткости:
принимаем толщину стенки по сортаменту на листовую сталь по ГОСТ 19903-74* табл.5.11.
Определим габариты поясов балки.
Размеры полки должны удовлетворять условиям:
Минимальная ширина полок определяется типом применяемого кранового рельса и способом его крапления к подкрановой балке. Так при мостовых кранах грузоподъёмностью до 80т и сплошной тормозной конструкции при креплении рельса на планках. Параметры полок назначаем в соответствии с сортаментом на листовой прокат.
Окончательно принимаем
Общая высота балки составляет
Компоновка подкрановой конструкции.
В состав тормозной конструкции (балки) входят верхний пояс подкрановой балки горизонтальный лист поддерживающий швеллер (см. рис. 5).
Тормозные балки обычно проектируют из листа толщиной и с рёбрами жёсткости из полосовой стали расположенными через 1.5м по длине балки (ширина ребра не менее 90мм). Ширина тормозной балки назначается из конструктивных соображений. Поддерживающий швеллер №30П при шаге колонн 12м обычно располагается наружной гранью стенки по наружной грани колонны (если не предусматриваются фахверковые стойки).
По назначенным размерам сечения подкрановой конструкции вычисляем фактические геометрические характеристики поперечного сечения подкрановой балки.
Рис.5.Схема сечения подкрановой конструкции с бисимметричной балкой
Проверка уровня максимальных нормальных напряжений:
c= 1– коэффициент условия работы [2] табл. 1.
Изгибающий момент равен: 2403.29
Момент инерции сечения подкрановой балки относительно оси х – х:
Момент сопротивления крайних фибр сечения относительно оси х – х:
Геометрические характеристики швеллера №30П:
Находим центр тяжести тормозной балки y1-y1:
Расстояние от точки А до центра тяжести тормозной балки y1-y1:
Момент инерции сечения тормозной балки относительно центральной оси–:
Находим центр тяжести тормозной балки x1-x1:
Расстояние от крайней точки тормозной конструкции до центра тяжести тормозной балки x1-x1:
Момент сопротивления тормозной конструкции относительно оси х1 – х1:
Вывод: условие выполняется устойчивость тормозной конструкции обеспечена.
) Проверка уровня максимальных касательных напряжений у опор балки
где RS = кНсм2 – расчетное сопротивление сдвигу материала стенки определяемое при фактической её толщине.
) Проверка уровня местных вертикальных нормальных напряжений в стенке под колесом крана
где γf1 = 1.1 – дополнительный коэффициент надежности учитывающий возможное перераспределение нагрузки между колёсами и повышенную динамичность в местах стыков рельсов;
- расчетная сила вертикального давления колеса без учета коэффициентов динамичности и сочетаний;
F’ = 320*1.1*0.95 = 334.4 кН
= 33.50см – условная длина распределения местного давления здесь J1f – сумма моментов инерции сечений верхнего пояса балки и кранового рельса относительно собственных горизонтальных центральных осей.
где Ir = см4 – момент инерции рельса КР70.
) Проверку уровня приведенных напряжений в стенке в уровне верхнего поясного шва следует производить в двух сечениях при соответствующих положениях кранов: в опорном с в пролётном с Mmax. При кранах с группами режимов работы до 6К включительно:
- в пролётном сечении
где: x – нормальные напряжения изгиба в стенке на уровне верхнего поясного шва для бисимметричной балки:
- нормальные напряжения перпендикулярные оси балки.
- среднее касательное напряжение в стенке
QM =515.712кН – поперечная сила в сечении с максимальным изгибающим моментом Mma
здесь Ry и Rs – расчетные сопротивления определяемые при фактической толщине стенки;
в опорном сечении аналогично при x =0
здесь - среднее касательное напряжение в стенке в опорном сечении.
) Проверка обеспечения общей устойчивости бисимметричной подкрановой балки
при наличии тормозной конструкции не производится (общая устойчивость обеспечена) если ширина тормозной конструкции (расстояние от внутреннего края верхнего пояса балки до наружной грани поддерживающего швеллера) h1 = 80см >B16 (B – пролёт балки).
) Проверка обеспечения местной устойчивости элементов сечения подкрановой балки производится так же как для обычных балок. Отличие состоит в том что при решении вопроса
об устойчивости стенки необходимо рассматривать несколько положений кранов (грузов) на балке наихудшим образом загружающих рассматриваемые отсеки.
Местная устойчивость верхнего сжатого пояса обеспечена и не требует специальной проверки. Перед решением вопроса об устойчивости стенки нужно убедиться в необходимости постановки поперечных основных рёбер жёсткости а также в необходимости проведения самой проверки устойчивости. Условная гибкость стенки
поэтому её не следует укреплять поперечными основными рёбрами жёсткости кроме того
поэтому требуется проверка обеспечения местной устойчивости стенки a=2*hw=2*=278см
Принимаем шаг ребер a=150см
Ширина выступающей части парных симметричных рёбер
Толщина парных симметричных рёбер
По требованию пункта 4.8. [2]. при проверке местной устойчивости стенки подкрановой балки расчетной силой вертикального давления колеса крана на рельс является где по указаниям пункта 4.8 [2]
Как правило местная устойчивость стенки проверяется в отсеках: приопорном при положении кранов по рис 7; пролетном на который попадает сечение с при положении кранов для определения (рис. 8). В данных случаях в приопорном отсеке нет местных напряжений .
Рис.7. Проверка местной устойчивости в приопорном отсеке.
M2=Ra*a=843.74кН*1.5м=1265.6кН*м где
Ra=843.74-реакция под опорой определяется из расчета строительной механики
Устойчивость стенки в приопорном отсеке для бисимметричной балки устанавливается по формуле:
сжимающее нормальное напряжение на верхней границе стенки среднее в пределах отсека усреднённое по высоте стенки касательное напряжение среднее в пределах отсека
критическое нормальное напряжение потери устойчивости стенки в пределах отсека при отсутствии местных напряжений; коэффициент принимаемый по таблице 21 [1] в зависимости от параметра . отражает отношение моментов инерции сечений пояса и стенки при чистом кручении (коэффициент принимаемый по таблице 22 [1])
критические касательные напряжения потери устойчивости стенки в пределах отсека; где отношение большей стороны отсека к меньшей условная гибкость стенки в пределах отсека меньшая сторона которого равна
Условие выполняется устойчивость стенки в приопорном отсеке обеспечена.
В последней формуле и средние значения внутренних усилий в пределах отсека. При этом: если длина отсека больше высоты стенки то средние значения М и вычисляются для боле напряжённого участка с длиной равной этой высоте; а если пределах отсека какое-либо внутреннее усилие меняет знак то его среднее значение определяется на участке отсека где это внутреннее усилие имеет один знак.
В пролётном отсеке (см. рис. 8) устойчивость стенки здесь для бисимметричных балок устанавливается по формуле
Рис.8. Проверка местной устойчивости в пролетном отсеке.
Определим отношение:
согласно табл. 24 [1]. Следовательно
где коэффициент принимаемый по табл. 23 [1] при
Устойчивость стенки балки обеспечена.
Рис.9. Расположение крана и эпюры внутренних усилий для
определения прогиба и расчета на выносливость.
Проверку выносливости верхней зоны стенки сварной подкрановой балки производят при действии на неё нагрузок только от одного крана располагаемого по правилу Винклера таки образом чтобы в одном из сечений балки появлялся максимально возможный изгибающий момент. Пример реализации этого правила для данного случая когда на балке умещаются об колеса крана представлен на рис. 3.5. Кроме этого при расчётах на выносливость вертикальная сила давления колеса на рельс определяется с пониженным нормативным значением по формуле F’’’ = Fнf1nk=320*11*1*0.5=176кН где; Fн = 320кН и f1 =11;n =1; k=0.5 коэффициент понижения нормативного значения нагрузки для К6 работы крана
Выносливость верхней зоны стенки подкрановой балки для кранов с группами режимов работы до 6К включительно проверяется по формуле где: –максимальные сжимающие напряжения у верхней границы стенки при изгибе
=1619.20*1.1*1*0.5=890.56кН*м
=1619.20кН*м– наибольший возможный изгибающий момент в балке от нормативной вертикальной крановой нагрузкиРис.9.
-коэффициент учитывающий количество циклов нагружений и принимаемый в зависимости работы крана для К6 ; R = 75 МПа (7.5кНсм2) - расчетное сопротивление усталости для всех марок стали.
- коэффициент отражающий вид напряжённого состояния и асимметрию цикла характеризуемую коэффициентом асимметрии ρ (для разрезных подкрановых балок ρ = 01)
Вывод: Выносливость верхней зоны стенки подкрановой балки обеспечена.
Расчет по второй группе предельных состояний заключается в определении наибольшего
прогиба подкрановой балки при действии на неё вертикальных крановых нагрузок от одного
где: Mnma ; - предельный относительный прогиб равный 1400;
Статический расчет поперечной рамы
За геометрические оси ступенчатых колонн в расчётной схеме рамы принимают линии проходящие через центры тяжести сечений верхней и нижней частей колонны. Решётчатый ригель заменяется эквивалентным сплошным ось
которого совмещается с осью нижнего пояса ригеля (см. рис 6).
Рама является статически неопределимой системой для расчета которой как известно необходимо знать хотя бы соотношения жёсткостей стержней её составляющих. Соотношения между изгибными жесткостями приведены на рис.6.
Рис.6. Расчетная схема рамы
При расчете рамы следует установить расчетные постоянные нагрузки от массы ограждающих и несущих конструкций расчетные временные технологические и атмосферные нагрузки.
Нагрузка от массы всех ограждающих и несущих конструкций покрытия принимается равномерно распределенной по длине ригеля. Обычно величина этих нагрузок определяется в табличной форме.
Табл.1.Определение расчетной постоянной нагрузки на ригель рамы
Наименование нагрузки
Гравийная защита(20мм)
Гидроизоляционный ковер из 4 слоев полеэстра
Утеплитель- Пенобетон
Пароизоляция (1 слой )
Расчетная погонная нагрузка на ригель рамы:
g = 2.401*12*1 = 28.806кНм
При расчете рамы нагрузка от веса снега принимается равномерно распределенной по длине ригеля. Расчетную погонную снеговую нагрузку на ригель рамы определяют по формуле:
где S0 = 1.5кНм2 – нормативное значение снеговой нагрузки на 1 м2 горизонтальной проекции покрытия по Приложению К [2] ;f = 14 – коэффициент надежности по
нагрузке для снеговой нагрузки; n= 1. ; – коэффициент перевода веса снегового покрова земли на покрытие.
2.3. Нагрузка от мостовых кранов.
Вертикальное давление подкрановых конструкций на рассматриваемую раму определяют от двух сближенных кранов при их невыгодном для колонны расположении. Считается что грузовые тележки максимально приближены к одной стороне рамы.
Рис.7. Положение кранов и линия влияния опорной реакции средней
Наибольшее расчетное вертикальное давление на колонну рамы ближайшую к грузовым тележкам определяется по формуле:
расчетное значение вертикальных крановых нагрузок.
- вес подкрановых конструкций определяемый по ранее установленным размерам поперечного сечения.
Наименьшее расчетное вертикальное давление на противоположную колонну рамы
где f= – коэффициент надежности по нагрузке для крановых нагрузок; n= – коэффициент надежности по ответственности; kd= – коэффициент динамичности; = 085 – коэффициент сочетаний;вертикальная нормативная сила минимального давления колеса крана на рельс:
где: G = кН – полный вес крана с тележкой; Q = кН – грузоподъемность крана; n0 = 2 – число колес на одной стороне крана;Fn = кН – нормативная сила вертикального давления крана на рельс.
Расчетное горизонтальное давление на колонну рамы Tk от торможения тележек кранов с грузом определяется как произведение горизонтальной крановой нагрузки на сумму ординат линии влияния:
2.4. Ветровая нагрузка.
Расчетные значения статической составляющей ветровой погонной нагрузки с наветренной и подветренной сторон на колонны рамы определяют по формулам:
При h=19.35м к=0.837
где: коэффициент надежности по нагрузке для ветровой нагрузки; нормативное значение ветрового давления принимаемое в зависимости от района строительства[3]; коэффициент учитывающий изменение ветрового давления по высоте принимаемый по [3]; се=08; се'=05- аэродинамические коэффициенты.
Нагрузка действующая на участке hf от низа ригеля до наиболее высокой точки цеха заменяется сосредоточенными силами приложенными в уровне низа ригеля:
*************************************************************************************************
* ПРОГРАММА СТАТИЧЕСКОГО РАСЧЕТА КАРКАСА *
* ОДНОЭТАЖНОГО ОДНОПРОЛЕТНОГО ПРОМЫШЛЕННОГО ЗДАНИЯ *
* Разработана на кафедре металлических конструкций *
* и испытания сооружений КГАСУ *
* Разработчик Дымолазов М.А. *
Исходные данные для расчета подготовил студент Гилязиев Б.И. группа 7ПГ03
Нижняя часть колонны Верхняя часть колонны Ригель
Высота (пролет) [м] 12.18 4.52 33
Момент инерции 7 1 30
Нагрузка от собственного веса шатра (qс.в.= 28.806 кНм)
M 349.083 - 107.701 - 240.587 - 410.100 - 410.100 - 240.587 - 107.701 349.083
N - 475.299 - 475.299 - 475.299 - 475.299 - 475.299 - 475.299 - 475.299 - 475.299
Q - 37.503 - 37.503 - 37.503 - 37.503 37.503 37.503 37.503 37.503
Снеговая нагрузка (qснег = 25.2 кНм)
M 305.384 - 94.219 - 210.470 - 358.762 - 358.762 - 210.470 - 94.219 305.384
N - 415.800 - 415.800 - 415.800 - 415.800 - 415.800 - 415.800 - 415.800 - 415.800
Q - 32.808 - 32.808 - 32.808 - 32.808 32.808 32.808 32.808 32.808
Ветровая нагрузка (Fветр.= 13.29 кН qветр.= 4.22 кНм)
M - 484.456 28.378 29.983 92.879 - 102.915 - 21.361 - 19.756 457.521
N 5.836 5.836 5.836 5.836 - 5.836 - 5.836 - 5.836 - 5.836
Q 62.664 21.545 21.545 6.285 12.321 23.765 23.765 54.605
Вертикальная крановая нагрузка (Dmax = 1147.97 кН Dmin= 435.68 кН)
M 4.965 - 332.158 127.655 2.549 - 73.801 51.306 - 122.341 214.783
N - 1145.694 - 1145.694 2.276 2.276 - 2.276 - 2.276 - 437.956 - 437.956
Q - 27.678 - 27.678 - 27.678 - 27.678 27.678 27.678 27.678 27.678
Горизонтальная крановая нагрузка (T= 35.7 кН)
M 222.119 - 60.295 - 60.773 - 4.213 54.048 - 2.512 - 2.990 - 155.401
N - 1.737 - 1.737 - 1.737 - 1.737 1.737 1.737 1.737 1.737
Q 12.513 12.513 12.513 12.513 - 12.513 - 12.513 - 12.513 - 12.513
8*Fветр. ----> ******************************************* ----> 0.6*Fветр.
--> * Dmax Dmin * -->
--> 2-** ---- T **-7 -->
8*qветр. --> ** ** --> 0.6*qветр.
Схема сечений и приложения нагрузок к раме
Принятые правила знаков и единицы измерений внутренних усилий -
М+ растянутые волокна элемента расположены внутри контура рамы (в кНм)
N+ растягивает элемент (в кН)
Q+ вращает отсеченную часть элемента по часовой стрелке (в кН).
Статический расчет рамы.
Определение расчетных внутренних усилий
В современной инженерной практике статический расчет рамы выполняется с использованием ЭВМ отдельно на каждый вид загружения. Результаты статического расчета рамы оформляются в виде сводной таблицы внутренних усилий найденных в характерных сечениях одной колонны (обычно левой). В этой же таблице во второй ее части производится определение расчетных внутренних усилий в этих сечениях колонны. Расчетными внутренними усилиями считаются такие которые возникая при некоторой комбинации загружений приводят к самому необходимо мощному сечению колонны (или анкерных болтов) при его компоновке. Соответственно комбинация (сочетание) загружений приводящая к возникновению расчетных внутренних усилий в рассматриваемом сечении является расчетной для него.
При выборе кратковременных загружений входящих в искомую комбинацию следует учитывать следующее:
) комбинация загружений должна быть реальной (ветер не может действовать одновременно и справа и слева; Dma
) вертикальное крановое давление и поперечное торможение считается одним кратковременным загружением;
) поперечное торможение не может действовать отдельно от вертикального кранового давления и напротив вертикальное крановое давление может действовать отдельно от поперечного торможения.
Табл.2. Таблица расчетных усилий
Вертик. кран. давл. Dmaxслева
Tkу лев. кол. вправо
Tkу правой кол. вправо
Tkу правой кол. влево
Комбинация загружений
Сочетание для расчета анкерных болтов
Рис.8. Эпюры внутренних усилий
В качестве несущих конструкций покрытия в курсовом проекте предусмотрены стропильные фермы с треугольной решеткой со стойками.
Если раньше при статическом расчёте рамы ферма (ригель) представлялась в виде единого стержня то теперь при ее статическом расчёте ферма представляется в виде свободно опёртой шарнирно-стержневой системы отвечающей выбранной конструктивной схеме фермы.
Рис.9. Расчетная схема фермы
Нагрузками на которые рассчитывается ферма покрытия являются:
Нагрузка от собственного веса фермы;
Нагрузка от снега по всему пролету;
Нагрузка от снега на половине пролета;
Момент от защемления фермы за счет ее жесткого сопряжения с колоннами;
Усилия возникающие от приведенных выше нагрузок приведены в табл.3. Действительные загружения равны:
От собственного веса:
3.Общие замечания по статическому расчету фермы. Определение расчетных усилий в стержнях
Несмотря на то что приходится рассматривать действие на ферму большого количества описанных выше комбинаций загружений статический расчёт выполняется всего для двух расчётных случаев действия единичных нагрузок: единичные вертикальные силы на левой половине фермы; единичный опорный момент на левой опоре фермы. При этом очевидно что от действия на ферму распора Hр продольные усилия возникают только в стержнях нижнего пояса и их величина равна распору.
Результаты статического расчёта а затем и определение расчётных усилий оформляются в табличной форме куда заносятся усилия для стержней половины фермы допустим левой. При заполнении таблицы значениями усилий в стержнях от единичных воздействий следует пользоваться приёмом «зеркального отображения».
Таблица расчётных усилий в стержнях фермы.
Расчетные усилия в стержнях фермы
Усилия в стержнях кг
Вертикальные нагрузки
Горизонтальные нагрузки
Без учета защемления
ным весом Fg=79.2165
Таблица 3 (продолжение)
В данном курсовом проекте предусмотрены стропильные фермы со всеми стержневыми элементами из парных уголков составленных в тавр.
При подборе сечения из двух уголков составленных втавр для поясов опорных раскосов и опорных стоек предварительное значение гибкости следует назначить в пределах = 100-80 для остальных стержней решётки= 120-100. Далее выполняется обычный расчет по подбору сечения для центрально –сжатых стержней.
Рассмотрим расчёт на примере подбора сечения верхнего пояса :
Зададимся =80 тогда отсюда коэффициент продольного изгиба:(тип сечения «С»табл. 7табл. Д1) затем вычисляем требуемую площадь сечения центрально сжатого стержня:
для одного уголка стержня:
Ориентировочные значения радиусов инерции будущего стержня:
ix=iy=275.0080=3.438см
Из сортамента прокатной стали выбираем уголок 200x200x14 с площадью поперечного сечения А=54.6см2. Для двух уголков составленных в тавр геометрические характеристики сечения:
Исходя из расчетных длин стрежней:
определим гибкости этого элемента в плоскости и из плоскости фермы;
Для полученных значений гибкостей найдем минимальное значение коэффициента продольного изгиба (тип сечения «С»):
Проверим стержень с назначенным сечением на устойчивость:
Условие выполняется.
Из сортамента прокатной стали выбираем уголок 160x160x18 с площадью поперечного сечения А=54.79см2. Для двух уголков составленных в тавр геометрические характеристики сечения:
Стержень №19202122232425
Из сортамента прокатной стали выбираем уголок 70x70x7 с площадью поперечного сечения А=9.42см2. Для двух уголков составленных в тавр геометрические характеристики сечения:
Условие выполняется.
Из сортамента прокатной стали выбираем уголок 200x200x12 с площадью поперечного сечения А=47.1см2. Для двух уголков составленных в тавр геометрические характеристики сечения:
Из сортамента прокатной стали выбираем уголок 125x125x10 с площадью поперечного сечения А=24.33см2. Для двух уголков составленных в тавр геометрические характеристики сечения:
Из сортамента прокатной стали выбираем уголок 100x100x8 с площадью поперечного сечения А=15.6 см2. Для двух уголков составленных в тавр геометрические характеристики сечения:
Сечения остальных сжатых стержней фермы подбираются аналогично и заносятся в таблицу.
Рассмотрим расчёт на примере подбора сечения нижнего пояса: Стержень №34
Требуемая площадь растянутых стержней определяется по формуле:
По сортаменту принимаем уголок 160x160x14 с площадью поперечного сечения А=см2
По сортаменту принимаем уголок 100x100x8 с площадью поперечного сечения А=см2
По сортаменту принимаем уголок 100x100x8 с площадью поперечного сечения А=15.6см2
По сортаменту принимаем уголок 70x70x7 с площадью поперечного сечения А=9.42см2
По сортаменту принимаем уголок 50x50x5 с площадью поперечного сечения А=4.8см2
Табл.4. Подбор сечений стержней фермы
Для обеспечения совместной работы двух уголков из которых состоит сечение стержневого элемента между ними помещаются соединительные прокладки с определенным шагом. Расстояние в свету между этими прокладками для сжатых элементов – но не менее двух в пределах его длины; для растянутых элементов – радиус инерции уголка относительно оси параллельной плоскости расположения прокладок.
Для всех стержней верхнего пояса но т.к. их длина 275см устанавливаем 2 прокладки через 91.6667см.
Для стоек – сжат но т.к. его длина 315см
устанавливаем 2 прокладки через 105см.
Для всех стержней нижнего пояса но т.к. их длина 550см устанавливаем 2 прокладки через 183.333см.
Стержень 2637 – сжат но т.к. его длина 418.15см устанавливаем 2 прокладки через 139.38см.
Стержень 2736 и растянут но т.к. его длина 418.15см устанавливаем прокладку через 139.38см.
Стержень 2835 – сжат но т.к. его длина 334.52см устанавливаем 2 прокладки через 111.51см.
Стержень 2934 и растянут но т.к. его длина 334.52см устанавливаем прокладку через 111.51см.
Стержень 3033 – сжат но т.к. его длина 334.52см устанавливаем 2 прокладки через 111.51см.
Стержень 3132 и растянут но т.к. его длина 334.52см устанавливаем прокладку через 111.51см.
Длины сварных швов определяем для каждого элемента отдельно. При этом учитываем что . Т.к С345
Все эти параметры приняты по требованиям СП «Стальные конструкции».
Требуемые длины сварных швов определяются формулами:
-по металлу границы сплавления:
Здесь: b - ширина нахлёстываемой на листовую фасонку полки уголка;
- расстояние от обушка до центра тяжести уголка в направлении параллельном листовой фасонке;
и - коэффициенты характеризующие глубину проплавления и определяемые в соответствии с требованиями пункта 14.1.8 и таблицы 39 [2] ;
и - расчётные сопротивления сварного углового шва по металлу шва и металлу границы сплавления соответственно принимаемые по указаниям таблиц Г.2 и В.5 [2];
При назначении катетов сварных швов и учитывается следующее:
- количество типоразмеров катетов сварных швов - не более 3-х на всю ферму;
- миимальный катет шва - 4 мм;
- максимальный катет шва по перу уголка =08t по обушку =12t где (t – толщина полки уголка).
Для облегчения конструирования узлов фермы рекомендуется катет шва по обушку принимать на 1-2 мм больше катета шва по перу.
За окончательные длины сварных швов принимаются максимальные округленные в большую сторону до числа кратного 1 см при этом должны быть выполнены требования пункта 14.1.7 вг [2] по минимально и максимально возможным расчётным длинам шва.
Принимаем тройку катетов 4 6 8 мм.
Остальные стержни расчет аналогично.
Табл.5. Длины сварных швов
Расстояние от обушка до центра тяжести уголка
Коэффициенты.характеризующие глубину проплавления
Требуемая длина шва (см)
Принятая длина шва (см)
По границе сплавления
6. Конструирование узлов стропильной фермы.
Конструирование рядовых узлов фермы производится на эскизе (чертеже) в следующей последовательности.
В сварных фермах центрирование стержней в узлах производится по осям проходящим через центры тяжести сечений стержней. Поэтому в начале изображаются сходящиеся в одну точку (центр) оси стержней примыкающих к рассматриваемому узлу. Наносятся габариты сечений стержневых элементов (ширина накладываемой на листовую фасонку полки уголка) при этом расстояние z0 округляется до числа кратного 5 мм в большую сторону.
Принимаем во внимание то что концы стержней решётки не доводят до пояса на расстояние а:
где t-толщина фасонки.
Обрезку уголков стержней решётки предусматривают преимущественно перпендикулярно оси стержня наносят положение торцов этих стержней.
От углов раскосных стержней откладывают принятые длины сварных швов накладываемых по перу и обушку присоединяемого к листовой фасонке уголка.
После этого на эскизе узла наносятся границы листовой фасонки простого очертания (прямоугольник реже трапеция) так чтобы на ней умещались все сварные швы нужной длины.
Укрупнительном стык стропильной фермы из парных уголков
Укрупнительный стык отправочных марок фермы выполняется на сварке или высокопрочных болтах с использованием листовых накладок.
Горизонтальные накладки применяются толщиной 14мм. Вертикальные накладки принимаются толщиной равной толщине листовых фасонок в данном узле 14мм.
Накладки по горизонтальным полкам верхнего пояса.
Швы W1назначаются конструктивно.
Суммарная длина швов W2прикрепляющих горизонтальную накладку к поясу:
-по металлу границы сплавления
Принимаем lw2 = 670мм
Требуемая площадь горизонтальной накладки равна:
Вертикальные накладки.
Суммарная длина сварного шва прикрепляющего вертикальную накладку к листовой фасонке:
Принимаем lw2 = 450мм
Требуемая площадь вертикальной накладки равна:
Компоновка опорного узла нижнего пояса
В начале опорный узел компонуется исходя из требуемых длин сварных швов прикрепляющих опорный раскос и нижний пояс к листовой фасонке и
нахлеста листовой фасонки на опорные ребра приблизительно в 100мм.
Проверка несущей способности швов.
A =1084.33*0707=766.62кН;eN=25см eA=20cм
Задаемся катетом шва 10мм.
Проверка уровня приведенных нормальных напряжений в сечении совпадющем со швами W2
Несущая способность обеспечена
Для одноступенчатых колонн одноэтажных промышленных зданий жестко закрепленных в фундаментах при помощи анкерных болтов значения коэффициентов приведения расчетной длины в плоскости рамы определяются раздельно: для нижнего x1 и верхнего x2 участков колонны. Коэффициент x1 следует принимать в зависимости от отношения погонных изгибных жесткостей участков.
Величины отношения критических сил потери устойчивости по участкам:
Здесь F1 = Dma F2 =891.099кН - опорное давление ригеля от действия на него нагрузки от собственного веса и снега.
При верхнем конце колонны закрепленном от поворота и возможности его свободного смещения вдольрамы коэффициент x1 определяется по табл. И4 [2].
Рис.10. Схема одноступенчатой колонны
Коэффициент расчетной длины x2 для верхнего участка колонны следует определять по формуле:
. Принимаем x2 =3.00
Из плоскости рамы участки ступенчатой колонны считаются закрепленными шарнирно и поэтому коэффициенты приведения расчетной длины y1 y2 принимаются равными единице.
Расчетные длины участков колонны в плоскости и из плоскости рамы определяются по формулам:
(hb = мм- высота подкрановой балки).
Расчетные внутренние усилия.
Определение требуемой площади поперечного сечения верхней части колонны:
N – расчетное продольное усилие; е Mмах – максимальный расчетный изгибающий момент; h = bu=045м – высота сечения колонны.
Составное сварное сечение верхней части колонны компонуется из трех листов которые должны соответствовать ГОСТ 82-70 табл. 5.13.
Рис.11. Сечение верхней части колонны
Сначала определяются размеры стенки колонны
Размеры полки колонны назначают из условий:
Окончательно принимаем:;;;.
Далее производится проверка несущей способности верхней части колонны с подобранным сечением.
По назначенным размерам сечения определяются его геометрические характеристики: A – площадь поперечного сечения; J W iy- радиусы инерции сечения относительно центральных осей X-X и Y-Y.
Определяются гибкости и условные гибкости стержня верхней части колонны относительно обеих центральных осей сечения:
Проверка обеспечения общей устойчивости верхней части колонны в плоскости рамы
Для проверки устойчивости верхней части колонны в плоскости действия момента предварительно находят приведенный относительный эксцентриситет:
где - коэффициент влияния формы сечения (определяется по табл. Д2
[2]) зависящий от отношения площади сечения полки к площади сечения стенки:
условной гибкости стержня колонны и относительного эксцентриситета:
здесь ex – эксцентриситет действия силы.
В зависимости от и mefx по табл. Д3 [2] определяется коэффициент продольного изгиба при внецентренном сжатии φe:
Проверка обеспечения устойчивости колонны в плоскости рамы выполняется по формуле:
Устойчивость стержня верхней части колонны в плоскости рамы обеспечена.
Проверка обеспечения устойчивости верхней части колонны из
Устойчивость верхней части колонны из плоскости рамы проверяется по формуле:
Так как =>5 и 10 то
Устойчивость обеспечена.
Проверим местную устойчивость полок колонны:
тогда должно выполняться условие
Условие выполняться следовательно местная устойчивость полок колонны обеспечена.
Проверим местную устойчивость стенки колонны:
Т.к. то предельное отношение ограничивается значением
Условие выполняться следовательно местная устойчивость стенки колонны обеспечена.
следовательно стенка не требует укреплений парными поперечными ребрами жесткости.
Т.к. то проверку прочности принятого сечения верхней части колонны выполнять не требуется.
Катет угловых сварных швов прикрепляющих стенку к поясам верхней части колонны принимаем конструктивно по табл. 38* [1].
Сечение нижней части сквозной колонны принимается состоящим из двух ветвей: подкрановой и наружной (шатровой).
Расчет нижней части колонны начинают с выбора расчетных значений внутренних усилий для шатровой и подкрановой ветвей колонны. Эти нагрузки выбираются из таблицы расчетных сочетаний (сечения 1-1 и 2-2).
Определение максимальных продольных усилий сжатия для каждой ветви при первом приближении:
в подкрановой ветви:
где y1 y2 – расстояния от центра тяжести сечения нижней части колонны до центра тяжести соответствующей ветви (на этой стадии bd=1000мм):
Ориентировочная требуемая площадь находится по формулам:
По сортаменту горячекатаных двутавров (ГОСТ 8239-89) в качестве подкрановой ветви принимаем двутавр №45Б1:
Ап =84.3см2; I Iyп =1580.03см4; i iyп = 12.329см.
Находим ориентировочную требуемую площадь шатровой ветви колонны:
Назначим сечение наружной ветви исходя из требуемой площади Ан = 88.87см2.
Сечение компонуем в виде швеллера состоящего из уголков соединенных листом. По сортаменту горячекатаных равнополочных уголков (ГОСТ 8509-93) принимаем пару уголков 160x160x14 мм. Параметры одного уголка:
А2 = 43.57см2; I i z2= 4.47см.
По ГОСТ 82-70* на широкополосную универсальную сталь определяем параметры соединительного листа 366х14 мм:
Элементы решетки предполагается крепить к полкам уголков с внешней стороны ветвей колонны поэтому высота сечения наружной ветви должна быть равной высоте сечения прокатного двутавра подкрановой ветви.
Определим геометрические характеристики скомпонованного сечения:
Определим положение центра тяжести наружной ветви
- уточняем положение центра тяжести сечения колонны
Определим точные значения продольных усилий в ветвях колонны:
В подкрановой ветви:
Произведем проверку устойчивости каждой из ветвей из плоскости рамы по формулам:
и ; где и - коэффициенты продольного изгиба при центральном сжатии соответственно для подкрановой и шатровой ветвей определяемые по таблице Д1 [1] в зависимости от гибкостей этих ветвей из плоскости рамы:
Для данного случая согласно таблице 6 [1]. Тогда Ry=31.5
Из соображений равно устойчивости каждой из ветвей в плоскости и из плоскости рамы определяем максимально возможное расстояние между узлами соединительной решетки:
Выбираем систему соединительной решетки между ветвями и расстояние между ее узлами так чтобы высота нижней части колонны за вычетом высоты соединительной траверсы была кратна этому расстоянию. При этом угол наклона раскоса решетки следует назначать близким к 45 а самый верхний и самый нижний раскосы подходили к верхнему и нижнему узлам подкрановой ветви. Исходя из этих условий принимаем при этом угол наклона раскоса решетки будет 54.
Проверяем устойчивость каждой из ветвей колонны в плоскости рамы в предположении что ветви работают на центральное сжатие с расчетной длиной по формулам:
и где и - коэффициенты продольного изгиба при центральном сжатии соответственно для подкрановой и шатровой ветвей определяемые по таблице Д1 [1] в зависимости от гибкостей этих ветвей в плоскости рамы:
Расчет раскосов решетки.
Определяем наибольшую поперечную силу:
Комбинация загружений 1в сечении 1-1
Условная поперечная сила: где – коэффициент продольного изгиба при центральном сжатии принимаемый для составного стержня в плоскости соединительных элементов.
Найдем продольное усилие в раскосе (рис 19) из условия что поперечная сила распределяется поровну между решетками по формуле:
где α – угол наклона раскоса.
Определим требуемую площадь раскоса выполненного из одиночного уголка по формуле:
где из табл. 6 [1] п. 10.
По сортаменту ГОСТ 8509–93 «УГОЛКИ СТАЛЬНЫЕ ГОРЯЧЕКАТАНЫЕ РАВНОПОЛОЧНЫЕ» подбираем подходящее сечение раскоса - 75x75x6 ()
Расчетная длина и максимальная гибкость определим по формулам:
Проверяем устойчивость раскоса как центрально сжатого стержня:
Гибкость стержня нижней части колонны относительно свободной центральной оси X – X:
Приведенная гибкость сквозной нижней части колонны при соединении ветвей раскосной решеткой:
где определяется по табл. 7 [1].
Устойчивость нижней части колонны.
Условная приведенная гибкость
Проверим устойчивость нижней части колонны как единого стержня в плоскости действия момента:
Для групп внутренних усилий вызывающих наибольшее сжатие в подкрановой ветви:
Для групп внутренних усилий вызывающих наибольшее сжатие в шатровой ветви:
Определяем и по табл. Д4 [1]
Проверка устойчивости нижней части колонны как единого стержня в плоскости действия момента для групп внутренних усилий вызывающих наибольшее сжатие в подкрановой ветви:
Проверка устойчивости нижней части колонны как единого стержня в плоскости действия момента для групп внутренних усилий вызывающих наибольшее сжатие в шатровой ветви:
Устойчивость сквозной колонны из плоскости действия момента как единого стержня очевидно обеспечена так как обеспечена устойчивость отдельных ветвей из плоскости рамы.
4 Расчет и конструирование стыка верхней части колонны с нижней.
Сопряжение нижней части колонны с верхней осуществляется через траверсу.
Определим толщину стенки траверсы .
Из условия смятия давлением распределенным на длине где ширина опорного ребра подкрановой балки толщина верхней полки траверсы принимаемая предварительно ;.
Тогда где расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности .материала стенки траверсы.
Толщина нижней полки траверсы предварительно примем
и определяются по табл. 1 для сечения 3 – 3. со знаком «–» без действия кранового давления.
Расчетная схема траверсы приведена на рис.20
Высота сечения траверсы определим из условия несущей способности сварных швов и (см. рис. 21).
Сварные швы должны воспринимать усилие
По табл. 38 [1] принимаем
По границе сплавления:
Сварные швы должны быть способны воспринять максимально возможную опорную реакцию. Поэтому
Здесь усилие передаваемое внутренней полкой верхней части колонны на траверсу при предыдущей комбинации загружений с добавлением и поперечного торможения которое дает максимально возможный изгибающий момент в сечении 3–3 со знаком«–».
где момент при действии момент от поперечного торможения.
Тогда полная высота траверсы
Проверим прочность траверсы при ее работе на изгиб в сечении 1 – 1 (рис 22). Для этого определим положение центральной оси Х – Х и относительно нее момент инерции сечения траверсы .
Максимальный изгибающий момент в этом сечении
Уровень максимальных нормальных напряжений в сечении траверсы
Прочность обеспечена.
В сечении 2 – 2 (рис. 23) прочность траверсы необходимо проверить при ее работе на сдвиг. Найдем максимально возможную перерезывающую силу:
здесь коэффициент 12 учитывает неравномерную передачу давления.
Уровень максимальных усредненных касательных напряжений в стенке траверсы:
Прочность обеспечена
Расчет и конструирование баз колонны.
Конструкцию базы внецентренно сжатой сквозной колонны принимается раздельной и ее расчет производится так же как расчет центрально сжатой колонны.
Расчет базы подкрановой ветви колонны.
Исходя из класса бетона фундамента (для бетона класса В12.5 ) определяем расчетное сопротивление материала фундамента осевому сжатию:
где для базы колонны рассчитываемой до проектирования фундамента.
Назначаем ширину опорной плиты:
где высота стенки шатровой ветви ; толщина траверсы базы шатровой ветви колонны ; свес плиты.
Вычислим длину опорной плиты:
Из конструктивных соображений принимаем
Определим реактивное давление фундамента:
Опорная плита расчленяется на участки (рис. 24): 1 – консольные; 2 – опертые по четырем сторонам; 3 – опертые по трем сторонам.
Максимальный изгибающий момент для каждого участка вычисляется по формуле:
где размер участка; коэффициент принимаемый в зависимости от соотношения сторон.
Определим требуемую толщину плиты:
Равномерно распределенная нагрузка на траверсу от реактивного давления фундамента равна:
Изгибающий момент в траверсе составит:
Определяем высоту траверсы по условию прикрепления ее к стержню колонны сварными швами.
по границе сплавления
Катет шва назначаем исходя из минимальной толщины
Траверса работает на изгиб как консольная балка с опорами в месте прикрепления к ветвям колонны (рис. 25)
свариваемых элементов. . Примем . Тогда
Проверяем прочность траверсы по нормальным напряжениям:
Длину шва прикрепляющего траверсу к плите определяем по формуле:
Определим оптимальный катет шва:
7. Расчет анкерных болтов.
Сечение анкерных болтов подбираем по формуле:
где =806.60*08=645.28кН*м и =481.14*08=384.91кН из табл. 1; расстояние от центра тяжести колонны до оси анкерных болтов;; количество анкерных болтов с одной стороны; расчетное сопротивление анкерных болтов растяжению принимаем согласно табл. 60 [1] для болтов из стали ВСт3кп2 при любом диаметре болта.
Для шатровой ветви колонны:
Диаметр болта n=шт при этом
Для подкрановой ветви колонны:
Диаметр болта n=2шт при этом
Список использованной литературы.
СП 16.13330.2017 Стальные конструкции
СП 20.13330.2016. Нагрузки и воздействия
Стальной каркас одноэтажного производственного здания Методические указания к курсовому проекту для специальности 270102 «Промышленное и гражданское строительство» и направления 270100 «Строительство» (бакалавры) (часть II). Издание четвёртое дополненное и переработанное. Под редакцией О.И.Ефимова. Составители: М.А.Дымолазов О.И.Ефимов Л.А.Иcаева. Казань: КГАСУ 2008г.- 72с.Часть 1 и Часть 2
Справочные данные по расчёту металлических конструкций (Методические указания по проведению практических занятий и курсового проектирования для студентов специальности 290300 и направления 550100). Казан. КГАСА 2004. – 66 с.5.
Балочная клетка: Метод. указания для спец. 2903 Каз.инж.-стр.ин-т; Сост.: В.С. Агафонкин. Казань 2001г 47 с.

Свободное скачивание на сегодня

Обновление через: 18 часов 50 минут
up Наверх